フローはんだ付け

フローはんだ付けとは、アッセンブリ方式に応じてスルーホール電子部品や接続エレメントを手動またはピック&プレース機器を用いてプリント基板にはんだ付けする工程です。

最初にはんだ付けする側のモジュール全体にフラックスを塗布し、予備加熱してからシングルまたはダブルはんだウェーブを通過させてはんだ付けします。鉛フリーはんだの場合、はんだ付け温度は260℃前後です。はんだ付けができたらプリント基板の熱負荷を再び下げるためにモジュール全体を冷却します。

特長

  • すばやく低コストのはんだ付け工程で特にスルーホール部品で効率の高い工程
  • はんだ付けする部品の大きさや密度にかかわらず最適なはんだ付け工程
  • 通常モジュールの片側をはんだ付けするので部品の温度負荷が低い

基本

プリント基板のフローはんだ付け  

フローはんだ付け機器を使用している

フローはんだ付けは主にスルーホール部品をはんだ付けするために使用しますが(スルーホールテクノロジ - THT)、表面実装部品をプリント基板の裏面に取り付ける場合にも使用します(表面実装テクノロジ、SMT)。

THT部品だけをはんだ付けする場合は設計上の理由から強いメカニカルストレスに耐える必要があるため、フローはんだ付けが常に標準的な方式となります。

1回の手順でプリント基板表面のTHT部品と裏面のSMT部品を確実にはんだ付けするために2種類のはんだウェーブ(チップとLambdaまたはWörthmannウェーブ)を順番に使用します。モジュールを部分的にはんだ付けする選択的はんだ付けとは異なり、通常フローはんだ付けはより速く低コストで大量の部品をはんだ付けできます。

フローはんだ付けには、はんだ付け温度以外にもプリント基板の浸漬深さ、フローはんだ付け機器の通過角度、はんだ付け時間、はんだウェーブの種類といった重要な工程パラメータがあります。

次の標準は表面実装部品にもスルーホール部品にも適用され、部品がフローはんだ付け工程に適しているかどうかがわかります。

  • DIN EN 61760-1: Surface mounting technology - Part 1: Standard method for the specification of surface mounting components (SMDs)
  • IEC 61760-1: Surface mounting technology – Part 1: Standard method for the specification of surface mounting components (SMDs)

以上の規格にはSMTおよびTHT部品の温度プロファイルが記載されています。通常、ここで規定されている限界値は実際に現場で直面する温度負荷よりも高くなっています。該当部品の許容温度プロファイルは、すべての部品の設計、プリント基板の厚さとサイズ、使用するはんだによって異なります。

例1

ここに示す層状ウェーブのサンプルプロファイルから、温度限界値は250度を超える3秒間であることがわかります。

層状ウェーブと温度限界値

シングルはんだウェーブ使用時のプリント基板接続エレメントのサンプルプロファイル

例2

この限界値プロファイルでは、両方のウェーブの合計最大温度負荷は250度を超える5秒間です。

両方のウェーブの合計温度負荷

ダブルはんだウェーブ使用時のプリント基板接続エレメントのサンプルプロファイル

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フローはんだ付けに対応するすべてのプリント基板接続は次のリンクで見つかります。

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